JP2008091024A - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性膜の磁性微粒子間の磁気的分断と垂直配向性が良好であり、高密度化に好適な垂直磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】基板（１）と、基板上に形成された、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ａｇ，Ａｕ，Ｉｒ，ＦｅからなるＡ群より選択される少なくとも一種の元素と、ＳｉＯ₂，ＭｇＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｂ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂からなるＢ群より選択される少なくとも一種の化合物とを含有する下地層（２２）と、下地層上に形成された、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉのうちから選択される少なくとも一種の元素と、Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｉｒのうちから選択される少なくとも一種の元素とを含有し、Ｌ１₀構造を持つ結晶粒を含む磁性層（３）とを有する垂直磁気記録媒体。
【選択図】図１

Description

本発明は、高密度磁気記録に適する磁性膜を備えた垂直磁気記録媒体に関する。

近年のコンピュータの処理速度向上に伴って、情報の記憶・再生を行う磁気記憶装置（ＨＤＤ）には高速・高密度化が要求されている。現在ＨＤＤの記録方式は、磁化が媒体面内方向を向いている面内記録方式が主流となっている。しかし、より一層の高密度化を考えると、磁化反転境界付近における減磁界が小さく、鋭い反転磁化が得られる垂直磁気記録の方が適している。また、近年磁気記録媒体で問題となってきている熱揺らぎ劣化に関しても、垂直媒体は面内媒体よりも膜厚を大きく設定することができるために劣化を低く抑えることができる。

従来、垂直磁化膜としては、ＣｏＣｒＰｔをはじめとするＣｏＣｒ系不規則合金が主として研究されてきた。しかし、垂直媒体においても将来的には熱揺らぎ劣化が問題化することを考えると、従来のＣｏＣｒ系よりも垂直磁気異方性の大きな材料が必要となってくる。その有力な候補として、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉから選択される磁性体と、Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｉｒから選択される貴金属元素とが規則相を形成した、規則合金の研究が盛んに行われている。特に、Ｌ１₀の結晶構造を持つ規則合金であるＦｅＰｔおよびＣｏＰｔは、ｃ軸方向（＜００１＞方向）の磁気異方性がそれぞれ７×１０⁷ｅｒｇ／ｃｃおよび４×１０⁷ｅｒｇ／ｃｃと大きいことが知られている。したがって、これらの材料を記録層として用いれば、熱揺らぎ耐性の高い垂直媒体を実現することができる。しかし、これらの材料を垂直磁化膜として用いるためには、磁化容易軸であるｃ軸を膜面に対して垂直に配向させる必要がある。

従来、ｃ軸配向膜を作製する方法として、以下のような技術が知られている。たとえば、特開２００１−１８９０１０号公報は、基板と磁性層との間に（１００）配向させた下地層を少なくとも一層設ける技術を開示している。また、特開平１１−３５３６４８号公報は、ＣｒにＴｉなどを添加したＣｒ合金下地層を設ける技術を開示しており、比較的良好な垂直磁化膜を得ている。

しかし、規則合金に大きな磁気異方性を発揮させるためには、一般に成膜中または成膜後に数百℃の熱処理を行うことが必要であり、こうした熱処理に伴って結晶粒の粗大化が起こり磁気クラスターサイズも粗大化するため、記録分解能を高めるのが困難であるという問題が生じていた。

したがって、規則合金を記録層として用いた高密度垂直磁気記録媒体を実現するためには、ｃ軸配向性の向上に加えて、記録層の結晶粒径の微細化や結晶粒間の磁気的分断によって磁気クラスターサイズを微細化させることが必要となる。

規則合金の結晶粒間を磁気的に分断するために、たとえば IEEE Transactions on Magnetics, vol 37, no.4, pp.1283-1285 に開示されているように、規則合金磁性層にＭｇＯなどの非磁性元素を添加する技術が試みられてきた。しかし、この技術でも磁性微粒子間を磁気的に十分に分断できるわけではなく、しかも規則合金を規則化させるために、５００℃以上の成膜後の熱処理や成膜中の基板加熱が必要なため、量産性が低下するといった問題が生じていた。
特開２００１−１８９０１０号公報 特開平１１−３５３６４８号公報 IEEE Transactions on Magnetics, vol 37, no.4, pp.1283-1285

本発明の目的は、磁性膜の磁性微粒子間を磁気的に分断して高い記録分解能を得ることができ、しかも量産性が高く、熱揺らぎ耐性に優れた高密度の垂直磁気記録媒体を提供するにある。

本発明の一態様に係る磁気記録媒体は、基板と；前記基板上に形成された、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ａｇ，Ａｕ，Ｉｒ，ＦｅからなるＡ群より選択される少なくとも一種の元素と、ＳｉＯ₂，ＭｇＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｂ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂からなるＢ群より選択される少なくとも一種の化合物とを含有する下地層と；前記下地層上に形成された、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉのうちから選択される少なくとも一種の元素と、Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｉｒのうちから選択される少なくとも一種の元素とを含有し、Ｌ１₀構造を持つ結晶粒を含む磁性層とを具備している。

本発明によれば、磁性膜の磁性微粒子間の磁気的分断と垂直配向性が良好であり、高密度化に好適な垂直磁気記録媒体を提供できる。

以下、本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体の断面図を示す。図１の磁気記録媒体は、基板１上に、シード層２１、下地層２２、磁性層３および保護層４が形成された構造を有する。

図２は本発明の他の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図を示す。図２の磁気記録媒体は、基板１上に、シード層２１、結晶配向層２３、下地層２２、磁性層３および保護層４が形成された構造を有する。

なお、図１および図２のシード層２１および結晶配向層２３も広義には下地層ということができ、シード層２１、結晶配向層２３、および下地層２２（本発明で規定される特定組成を有する狭義の下地層）の積層順序は特に限定されない。

本発明の実施形態において、基板としては、ガラス、セラミックスなどの非晶質または多結晶の材料が用いられる。基板として、硬質の材料からなる基板本体に金属、セラミックスなどを堆積したものを用いてもよい。その他に、Ｓｉ、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃などの単結晶基板を用いることもできる。

本発明の実施形態においては、基板上に下地層および磁性層の薄膜が形成される。薄膜形成法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長法、レーザーアブレーション法を用いることができる。下地層および／または磁性層の成膜の際に基板温度を２００〜５００℃に加熱すると磁性層の規則化が進行して望ましい場合がある。基板を加熱する代わりに、基板にＲＦおよび／またはＤＣ電力を投入するバイアススパッタ、基板へのイオンや中性粒子の照射などを行ってもよい。これらの処理は成膜中だけでなく、成膜後または成膜前に行ってもよい。

本発明の実施形態において、磁性層としては、磁性金属元素および貴金属元素を主成分とし、Ｌ１₀構造を持つ結晶粒を含むものが用いられる。磁性金属元素はＦｅ，ＣｏおよびＮｉから選択される少なくとも１種であり、貴金属元素はＰｔ，Ｐｄ，ＡｕおよびＩｒからなる群より選択される少なくとも１種である。磁性層として、特性の異なる２層以上の磁性層を積層したものを用いてもよい。この場合、積層した磁性層間には交換結合相互作用、静磁結合相互作用のいずれかまたは両方が作用していてもよい。また、２層以上の磁性層間に１層以上の非磁性層が存在していてもよい。こうした磁性層の構成は、システムが要求する磁気特性や製造プロセスによって決定される。

磁性層を構成する結晶粒子がＬ１₀構造をもっているかどうかは、一般的なＸ線回折装置で確認することができる。具体的には、（００１）や（００３）などの面を表すピーク（規則格子反射）がそれぞれの面間隔に一致する回折角度で観察できればＬ１₀構造が存在しているといえる。これらのピークは、不規則面心立方格子（ＦＣＣ）では観測されることがない。（００１）面や（００３）面を表すピークの強度は、バックグラウンドレベルに対して有意なピークとして観察され得る強度であればよい。また、（１１１）などの他の配向面を表すピークが観察される場合でも、（００１）面を表すピークがより大きな強度（具体的には１００倍以上の強度）で観察できれば、ｃ軸が膜面に垂直に配向しているといえる。

なお、磁性粒子のサイズが１０ｎｍ程度に小さくなり、隣接する磁性粒子との間で結晶格子の相関性（コヒーレンシー）が小さい場合には、ｃ軸が膜面に垂直に配向していてもＸ線回折の結果からはアモルファスのように見えることがある。このような場合には、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）などによる微細構造観察を行うことによってｃ軸の膜面垂直配向を確認することができる。

磁性層の厚さはシステムの要求値によって決定されるが、一般的に２００ｎｍよりも薄いことが好ましく、５０ｎｍよりも薄いことがより好ましい。ただし、０．５ｎｍより薄いと連続膜とならないため、磁気記録媒体には適さない。

本発明の実施形態において、下地層は磁性層の磁気記録媒体としての機能を補強するものである。下地層は１層だけ形成してもよいし、多層膜として形成してもよい。

下地層は、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ａｇ，Ａｕ，Ｉｒ，ＦｅからなるＡ群より選択される少なくとも一種の元素を主成分とし、Ｃ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ｐｂ，Ｃｄ，ＳｉＯ₂，ＭｇＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｂ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂からなるＢ群より選択される少なくとも一種の元素または化合物を添加した材料で形成される。

下地層の主成分であるＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ａｇ，Ａｕ，Ｉｒ，Ｆｅ，Ｃｒ（Ａ群）のうちから選択される少なくとも一種の元素またはこれらの元素から構成される合金はＬ１₀構造の磁性層と格子定数が近いため、下地層の結晶粒子を（１００）配向させることでＬ１₀構造の磁性結晶のｃ軸配向性が向上し、良好な垂直磁化膜を得ることができる。以下、これらのＡ群の元素に添加されるＢ群の元素または化合物の作用について説明する。以下においては、Ｂ群を（１）高融点の添加元素、（２）低融点の添加元素および（３）化合物に分類して説明する。

（１）Ａ群元素に対してＡ群元素よりも高融点の添加元素を少なくとも一種添加した下地層は、結晶粒径を微細化することができ、その結果Ｌ１₀構造の磁性層の結晶粒径を微細化することができる。Ａ群元素と高融点添加元素とを同時に成膜した場合、気相中ではＡ群元素と高融点添加元素の組成は均一であるが、基板または膜表面で気相から固相に凝縮する過程において、まず高融点添加元素の濃度が相対的に高い凝縮核が分散して形成され、次いでその凝縮核を取り囲むように、融点の比較的低いＡ群元素の濃度が相対的に高い凝縮相が順次凝縮していく。その結果、下地層の組織は、二次元的に分散した凝縮核を芯として同心円状にＡ群元素が凝縮した多数の円柱状のクラスターで構成された不均一な組織となる。このような下地層が基板と磁性層の間に挿入された場合、磁性層は下地層の組織を反映して、二次元的に分断された構造となる。また、下地層の主成分はＡ群元素であるため、それぞれのクラスターと磁性結晶粒との格子整合性を低下させることはない。したがって、Ｌ１₀構造の磁性結晶のｃ軸配向性を保ったまま結晶粒径の微細化および結晶粒間の分断を実現することができる。Ａ群に添加されるＢ群のうち、高融点添加元素としては、Ｃ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖが好ましい。

（２）Ａ群元素に対してＡ群元素よりも低融点の添加元素を少なくとも一種添加した下地層は、結晶粒径を微細化することができ、その結果Ｌ１₀構造の磁性層の結晶粒径を微細化することができる。Ａ群元素と低融点添加元素とを同時に成膜した場合、気相中ではＡ群元素と低融点添加元素の組成は均一であるが、基板または膜表面で気相から固相に凝縮する過程において、まず相対的に融点の高いＡ群元素の濃度が高い凝縮相が凝縮し、次いでその凝縮相を取り囲むように、低融点添加元素が主に結晶粒界に沿って凝縮する。その結果、下地層の組織は、Ａ群元素からなる結晶粒界に低融点添加元素が析出した構造となる。このような下地層が基板と磁性層の間に挿入された場合、磁性層は下地層の組織を反映して、二次元的に分断された構造となる。また、下地層の主成分はＡ群元素であるため、それぞれのクラスターと磁性結晶粒との格子整合性を低下させることはない。したがって、Ｌ１₀構造の磁性結晶のｃ軸配向性を保ったまま結晶粒径の微細化および結晶粒間の分断を実現することができる。Ａ群に添加されるＢ群のうち、低融点添加元素としては、Ｍｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ｐｂ，Ｃｄが好ましい。

（３）Ａ群元素に、ＳｉＯ₂，ＭｇＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｂ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂のうちから選択される少なくとも一種の化合物を添加した下地層は、結晶粒径を微細化することができ、その結果、Ｌ１₀構造の磁性層の結晶粒径を微細化することができる。上記の化合物はＡ群元素に対する固溶限が極めて微量であるため、Ａ群元素とともに化合物を形成することはほとんどなく、相分離する。したがって、これらの化合物とＡ群元素とを同時に成膜した場合、下地層の組織はＡ群の元素から構成される結晶粒界にこれらの化合物が析出した構造となる。このような下地層が基板と磁性層の間に挿入された場合、磁性層は下地層の組織を反映して、二次元的に分断された構造となる。また、下地層の主成分はＡ群の元素であるため、それぞれのクラスターと磁性結晶粒との格子整合性を低下させることはない。したがって、Ｌ１₀構造の磁性結晶のｃ軸配向性を保ったまま結晶粒径の微細化および結晶粒間の分断を実現することができる。

本発明の実施形態においては、磁性層のＬ１₀構造結晶粒が（００１）配向しており、Ａ群元素を主成分とする下地層中の結晶粒が（１００）配向していることが好ましい。垂直磁気記録媒体として用いる場合、磁性結晶粒子はｃ軸が膜面垂直方向に配向したＬ１₀構造をとっていることが好ましいが、必ずしもすべての粒子がこの条件を満たしている必要はない。Ｌ１₀構造である粒子の割合は、６割以上であれば好ましく、８割以上であればより好ましい。

本発明の実施形態において、下地層中のＡ群元素に対して添加されるＢ群の元素または化合物のモル分率は合計で０．１から５０モル％の範囲にあることが好ましい。０．１モル％より少ないと添加効果が顕著に現れず、５０モル％より多いと磁性層との格子整合性が低下してｃ軸配向性が低下する。

本発明の実施形態においては、下地層に加えて、磁性層にもＢ群の元素または化合物を一種以上添加してもよい。この場合、磁性層の成膜過程においても下地層と同様の組織が形成され、下地層のクラスターよりもさらに微細化したクラスターを形成させることができる。磁性層に添加されるＢ群の元素または化合物のモル分率は合計で０．１から４０モル％の範囲にあることが好ましい。０．１モル％より少ないと添加効果が顕著に現れず、４０モル％より多いと磁性層と下地層との格子整合性が低下してｃ軸配向性が低下する。

なお、磁性層には、Ｂ群の元素または化合物のほかに、Ｃｕなどを添加してもよい。磁性層にＣｕのみを添加しても、上記のような磁気的分断の効果は得られないが、 Applied Physics Letters, volume 80, number 12, pp. 2147-2149 に開示されているように、規則化に必要な加熱温度を低減させることができる。

本発明の実施形態においては、Ａ群元素を主成分とする下地層と基板との間に、Ｃｒを主成分とし、ＣｒにＴｉ，Ｎｉ，Ｃｕ，ＣｏおよびＺｒからなるＣ群より選択される少なくとも一種の元素を添加した結晶配向層を形成してもよい。Ｃｒを主成分とする結晶配向層を挿入することによって、Ａ群元素を主成分とする下地層の（１００）配向性が向上し、さらに磁性層の（００１）配向性が向上する。したがって、磁性層の磁化容易軸が基板に対して垂直方向により良好に配向し、垂直磁気記録媒体としてより好ましい特性を得ることができる。結晶配向層に添加されるＣ群の元素のモル分率は合計で１から５０モル％の範囲にあることが好ましい。１モル％より少ないと添加効果が顕著に現れず、５０モル％より多いと配向性の向上効果が得られない。

以下、本発明の実施例について説明する。

以下の実施例においては、磁性層を構成する磁性微粒子間の磁気的分断の度合を評価するために、磁化反転の活性化体積Ｖ_aと結晶粒径Ｖとの比Ｖ_a／Ｖを求めた。Ｖ_a／Ｖの値が小さいほど、磁気的分断が良好であるといえる。

媒体の結晶粒径Ｖは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて測定した。また、以下の手法により、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）の測定結果により活性化磁気モーメントＶ_aＩ_sB（Ｖ_a：活性化体積、Ｉ_sB：バルク飽和磁化）を求め、その値から媒体の磁化反転の活性化体積Ｖ_aを算出した。

残留保磁力Ｈ_crは磁界印加時間ｔに依存し、下記の式により表される。
Ｈ_cr（ｔ）＝Ｈ₀（１−（ｌｎ（ｆ₀ｔ）／β）^0.5）
ここで、Ｈ₀は時刻ゼロでの保磁力、ｆ₀は頻度因子（１０⁹秒）である。また、β＝Ｋ_uＶ_a／ｋ_BＴであり、Ｋ_uは磁気異方性エネルギー密度、ｋ_Bはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。いま、Ｈ₀＝２Ｋ_u／Ｉ_sBとすると、
Ｖ_aＩ_sB＝β×（２ｋ_BＴ）／Ｈ₀
となる。したがって、種々のｔに対してフィッティングによりβとＨ₀を求めれば、Ｖ_aＩ_sBを得ることができる。

通常のＶＳＭ測定結果をこの手法に当てはめるために、挿引速度ｔ_swpを変えて保磁力を測定し、得られた保磁力Ｈ_c（ｔ_swp）を残留保磁力Ｈ_cr（ｔ）に変換した。この変換は、文献（M.P.Sharrock: IEEE Trans. Magn. 35 p.4414 (1999)）中にある式をセルフコンシステントに解くことで行った。こうして得られたＶ_aＩ_sBに対して、Ｉ_sBを８００ｅｍｕ／ｃｃと仮定して活性化体積Ｖ_aを算出した。

本実施例においては、Ｖ_a／Ｖの値を下記の６段階に分類して磁気的分断の状態を評価した。

評価：Ｖ_a／Ｖ
Ａ：１．０以上２．０未満
Ｂ：２．０以上２．５未満
Ｃ：２．５以上３．０未満
Ｄ：３．０以上３．５未満
Ｅ：３．５以上５．０未満
Ｆ：５．０以上。

（実施例１）
本実施例においては図１に示す磁気記録媒体を作製した。
基板１としてディスク状のガラス基板を用い、シード層２１として厚さ約１０ｎｍのＮｉＡｌを形成した。
下地層２２は、母材となるＡ群の元素としてＰｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ａｇ，Ａｕ，ＩｒまたはＦｅを用い、母材に対しＢ群の元素または化合物としてＣ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ｐｂ，Ｃｄ，ＳｉＯ₂，ＭｇＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｂ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃またはＳｎＯ₂を０〜６０モル％の範囲で添加した材料を用い、約２０ｎｍの厚さに形成した。
磁性層３として厚さ約１０ｎｍのＦｅＰｔ、保護層４として厚さ約１０ｎｍのカーボンを形成した。

本実施例の磁気記録媒体は以下の方法により作製した。スパッタリング装置の真空チャンバー内を２×１０^-5Ｐａ以下に排気した後、５ＰａのＡｒ雰囲気中で成膜を行った。成膜中、基板温度が３００℃になるように赤外線ヒーターで基板を加熱した。シード層２１、磁性層３、保護層４の成膜には、ターゲットとしてそれぞれＦｅ₅₀Ｐｔ₅₀，Ｎｉ₅₀Ａｌ₅₀，Ｃを用いた。下地層２２の成膜には、Ａ群の元素とＢ群の元素または化合物との混合ターゲットを用いた。Ｂ群の組成は、ターゲットの組成を変えることで調整した。それぞれのターゲットへの投入電力は１００Ｗとし、ＤＣまたはＲＦマグネトロンスパッタリング法で成膜した。

表１および表２に、Ａ群の元素のみ（Ｂ群無添加）からなる下地層を有する媒体、およびＡ群の元素に対してＢ群の元素または化合物の添加量を１０モル％とした下地層を有する媒体についての評価結果を示す。

表１および表２から明らかなように、Ａ群の元素のみ（Ｂ群無添加）からなる下地層を有する媒体はいずれもＶ_a／Ｖ値が大きく（評価Ｆ）、磁性層を構成する磁性微粒子間の磁気的分断の度合が小さい。これに対して、Ａ群の元素に対してＢ群の元素または化合物を１０モル％添加した下地層を有する媒体ではＶ_a／Ｖ値が小さくなり、磁性層を構成する磁性微粒子間の磁気的分断が向上することがわかった。

図３および表３に、Ｐｔ−Ｘ（ＸはＢ群の元素または化合物）で表される下地層を有する媒体について、Ｂ群の添加量とＶ_a／Ｖとの関係を示す。図４および表４に、Ｐｄ−Ｘ（ＸはＢ群の元素または化合物）で表される下地層を有する媒体について、Ｂ群の添加量とＶ_a／Ｖとの関係を示す。

下地層としてＰｔ−ＸまたはＰｄ−Ｘを用いたいずれの媒体でも、Ｂ群の添加量が０．１モル％以上でＶ_a／Ｖの著しい低下が認められ、磁性層を構成する磁性微粒子間の磁気的分断に著しい効果があることがわかった。

次に、ＰｔＴａ下地層を有する媒体について、ＸＲＤプロファイルを測定し、それぞれＦｅＰｔおよびＰｔの（１１１）反射と（００１）反射を求め、積分強度比Ｉ_FePt(111)／Ｉ_FePt(001)およびＩ_Pt(111)／Ｉ_Pt(100)を計算した。図５および表５に、下地層へのＴａ添加量と積分強度比との関係を示す。

図５および表５から、ＦｅＰｔおよびＰｔのいずれの積分強度比も、下地層へのＴａ添加量が５０モル％を超えると急激に増加し、垂直配向性が低下することがわかった。他の母材と添加元素との組み合わせからなる下地層を用いた媒体でも、同様の傾向が認められた。

以上の結果から、規則合金からなる磁性層を構成する磁性微結晶間の磁気的分断を促進するには、Ａ群の元素を母材としＢ群の元素または化合物を０．１モル％以上添加した下地層を用いることが好ましく、垂直磁気記録媒体を作製するには下地層へのＢ群の添加量の上限を５０モル％とすることが好ましいことがわかった。

（実施例２）
本実施例においても図１に示す磁気記録媒体を作製した。
基板１としてディスク状のガラス基板を用い、シード層２１として厚さ約１０ｎｍのＭｇＯを形成した。
下地層２２は、母材となるＡ群の元素にＰｔまたはＰｄを用い、母材に対しＢ群の元素または化合物としてＣ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，ＳｉＯ₂，ＭｇＯまたはＡｌ₂Ｏ₃を１０モル％添加した材料を用い、約２０ｎｍの厚さに形成した。
磁性層３は、ＦｅＰｔを主成分とし、Ｂ群の元素または化合物であるＣ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，ＳｉＯ₂，ＭｇＯまたはＡｌ₂Ｏ₃を０から５０モル％の範囲で添加した材料を用い、約５ｎｍの厚さに形成した。
保護層４として厚さ約１０ｎｍのカーボンを形成した。

Ａ群の元素（ＰｔまたはＰｄ）に対してＢ群の元素または化合物（Ｃ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，ＳｉＯ₂，ＭｇＯまたはＡｌ₂Ｏ₃）の添加量を１０モル％とした下地層と、Ｂ群に含まれる元素または化合物Ｘ（ＸはＣ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，ＳｉＯ₂，ＭｇＯまたはＡｌ₂Ｏ₃）の添加量を１０モル％としたＦｅＰｔ−Ｘ磁性層とを有する磁気記録媒体について、実施例１と同様にＶ_a／Ｖを評価した。その結果、いずれの媒体でもＶ_a／Ｖの値は評価ＡまたはＢであり、下地層に加えて磁性層にＢ群を添加することによって磁気的分断がさらに向上することがわかった。

図６および表６に、Ｐｔ−２０％ＭｇＯ下地層、およびＦｅＰｔ−Ｘ（ＸはＣ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，ＳｉＯ₂，ＭｇＯまたはＡｌ₂Ｏ₃）で表される磁性層を有する媒体について、磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖとの関係を示す。

下記の下地層／磁性層の組み合わせについても、磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖとの関係を示す。
Ｐｔ−１０％Ｗ／ＦｅＰｔ−Ｘ（図７および表７）
Ｐｔ−１０％Ｔａ／ＦｅＰｔ−Ｘ（図８および表８）
Ｐｔ−６％Ｃ／ＦｅＰｔ−Ｘ（図９および表９）
Ｐｔ−２０％ＳｉＯ₂／ＦｅＰｔ−Ｘ（図１０および表１０）
Ｐｔ−１０％Ｍｏ／ＦｅＰｔ−Ｘ（図１１および表１１）
Ｐｔ−２０％Ａｌ₂Ｏ₃／ＦｅＰｔ−Ｘ（図１２および表１２）
Ｐｔ−６％Ｎｂ／ＦｅＰｔ−Ｘ（図１３および表１３）
Ｐｄ−２０％ＭｇＯ／ＦｅＰｔ−Ｘ（図１４および表１４）
Ｐｄ−６％Ｗ／ＦｅＰｔ−Ｘ（図１５および表１５）
Ｐｄ−１０％ＳｉＯ₂／ＦｅＰｔ−Ｘ（図１６および表１６）
Ｐｄ−６％Ｃ／ＦｅＰｔ−Ｘ（図１７および表１７）
Ｐｄ−１０％Ｔａ／ＦｅＰｔ−Ｘ（図１８および表１８）
Ｐｄ−６％Ｍｏ／ＦｅＰｔ−Ｘ（図１９および表１９）
Ｐｄ−１０％Ｎｂ／ＦｅＰｔ−Ｘ（図２０および表２０）。

いずれの媒体でも、Ａ群−Ｂ群からなる下地層上に形成される、ＦｅＰｔを主成分とする磁性層へのＢ群の添加量が０．１モル％以上でＶ_a／Ｖの著しい低下が認められ、磁性層を構成する磁性微粒子間の磁気的分断がさらに向上していることがわかった。

次に、Ｐｔ−２０％ＭｇＯ下地層およびＦｅＰｔＴａ磁性層を有する媒体について、ＸＲＤプロファイルを測定し、それぞれＦｅＰｔおよびＰｔの（１１１）反射と（００１）反射を求め、積分強度比Ｉ_FePt(111)／Ｉ_FePt(001)およびＩ_Pt(111)／Ｉ_Pt(100)を計算した。図２１および表２１に、磁性層へのＴａ添加量と積分強度比との関係を示す。

図２１および表２１から、ＦｅＰｔおよびＰｔのいずれの積分強度比も、磁性層へのＴａ添加量が４０モル％を超えると急激に増加し、垂直配向性が低下することがわかった。

以上の結果から、規則合金からなる磁性層を構成する磁性微結晶間の磁気的分断を促進するには、Ａ群−Ｂ群からなる下地層と、Ｂ群の元素または化合物を０．１モル％以上添加した磁性層を用いることが好ましく、垂直磁気記録媒体を作製するには磁性層へのＢ群の添加量の上限を４０モル％とすることが好ましいことがわかった。

（実施例３）
本実施例においては図２に示す磁気記録媒体を作製した。
基板１としてディスク状のガラス基板を用い、シード層２１として厚さ約１０ｎｍのＮｉＡｌを形成した。
結晶配向層２３は、ＣｒにＴｉ，Ｎｉ，Ｃｏ，ＣｕまたはＺｎを０から６０原子％の範囲で添加した材料を用い、約２０ｎｍの厚さに形成した。
下地層２２は、Ｐｔ（Ａ群）にＳｉＯ₂（Ｂ群）を２０モル％添加した材料を用い、約５ｎｍの厚さに形成した。
磁性層３は、Ｆｅ₄₅Ｐｔ₅₀Ｃｕ₅三元合金にＭｏを６原子％添加した材料を用い、約５ｎｍの厚さに形成した。
保護層４として厚さ約１０ｎｍのカーボンを形成した。

次に、添加元素の添加量が異なる種々のＣｒ−Ｘ結晶配向層２３（ＸはＴｉ，Ｎｉ，Ｃｏ，ＣｕまたはＺｎ）を有する媒体について、ＸＲＤプロファイルを測定し、それぞれＦｅＰｔおよびＰｔの（１１１）反射と（００１）反射を求め、積分強度比Ｉ_FePt(111)／Ｉ_FePt(001)およびＩ_Pt(111)／Ｉ_Pt(100)を計算した。図２２および表２２に、結晶配向層２３への添加元素の添加量と積分強度比との関係を示す。図２２および表２２において、たとえばＴｉ（Ｐｔ）は、Ｔｉが結晶配向層への添加元素、Ｐｔが積分強度比の測定対象を示している。

図２２および表２２から、結晶配向層２３への添加元素の添加量が１から５０モル％の範囲で、垂直配向性が著しく向上することがわかった。なお、全ての媒体について、Ｖ_a／Ｖの値の評価はＡであった。

以上のように、ＣｒにＴｉ，Ｎｉ，Ｃｏ，ＣｕまたはＺｎを１から５０モル％の範囲で添加した結晶配向層を挿入することにより、磁性層の磁性微粒子の磁気的分断および垂直配向性が向上し、より好ましいことがわかった。

本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体の断面図。 本発明の他の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図。 本発明に係る磁気記録媒体の下地層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の下地層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の下地層へのＢ群の添加量とＩ_FePt(111)／Ｉ_FePt(001)およびＩ_Pt(111)／Ｉ_Pt(100)との関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の磁性層へのＢ群の添加量とＶ_a／Ｖの関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の記録層へのＢ群の添加量とＩ_FePt(111)／Ｉ_FePt(001)およびＩ_Pt(111)／Ｉ_Pt(100)との関係を示す図。 本発明に係る磁気記録媒体の結晶配向層へのＣ群の添加量とＩ_FePt(111)／Ｉ_FePt(001)およびＩ_Pt(111)／Ｉ_Pt(100)との関係を示す図。

符号の説明

１…基板、２１…シード層、２２…下地層、２３…結晶配向層、３…磁性層、４…保護層

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板上に形成された、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ａｇ，Ａｕ，Ｉｒ，ＦｅからなるＡ群より選択される少なくとも一種の元素と、ＳｉＯ₂，ＭｇＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＴａＮ，ＴｉＮ，Ｂ₂Ｏ₃，ＺｒＯ₂，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｎＯ₂からなるＢ群より選択される少なくとも一種の化合物とを含有する下地層と、
   前記下地層上に形成された、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉのうちから選択される少なくとも一種の元素と、Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｉｒのうちから選択される少なくとも一種の元素とを含有し、Ｌ１₀構造を持つ結晶粒を含む磁性層と
   を具備したことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 前記磁性層のＬ１₀構造を持つ結晶粒が主として（００１）配向しており、前記下地層の結晶粒が主として（１００）配向していることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
3. 前記下地層は、Ｂ群の化合物を０．１〜５０モル％の範囲で含有することを特徴とする請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体。
4. 前記磁性層は、Ｂ群の化合物を０．１〜４０モル％の範囲で含有することを特徴とする請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体。
5. 前記基板と下地層との間に、Ｃｒと、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｃｏ，ＣｕおよびＺｎからなるＣ群より選択される少なくとも一種の元素とを含有する結晶配向層を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体。
6. 前記結晶配向層は、Ｃ群の元素を１〜５０モル％の範囲で含有することを特徴とする請求項５に記載の垂直磁気記録媒体。

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